本书共分10章。第1章对自主水下航行器介绍；第2章介绍自主水下航行器导航技术；第3章介绍自主水下航行器控制技术；第4章介绍水下航行器导航与控制仿真技术；第5章介绍自主水下航行器协同导航技术；第6章介绍于信息熵的协同导航算法；第7章介绍滚动时域估计的多AUV协同定位算法；第8章介绍自主水下航行器图像伺服跟踪控制技术；第9章介绍 基于视觉的AUV协同运动技术；第10章介绍多AUV协同运动水池试验，并结合西北工业大学张立川团队研发的三条雷体AUV进行水池试验。

目 录

 

 

第1章自主水下航行器概述1

1．1自主水下航行器概念、分类与特点3

1．2自主水下航行器的国外发展现状5

1．2．1单一自主水下航行器的国外发展现状5

1．2．2多自主水下航行器的国外发展现状8

1．3自主水下航行器发展趋势11

1．4自主水下航行器的国内发展现状11

1．4．1单一自主水下航行器的国内发展现状11

1．4．2多自主水下航行器的国内发展现状12

参考文献13

 

第2章自主水下航行器导航技术15

2．1地球导航模型17

2．1．1地形匹配导航17

2．1．2海洋地磁导航18

2．1．3重力导航18

2．2组合导航19

2．2．1惯性自主导航算法19

2．2．2捷联惯导系统/多普勒测速仪自主组合导航23

2．2．3航位推算/深度传感器组合26

2．2．4水面状态有源校准信息融合及容错技术27

2．2．5动基座初始对准技术34

2．2．6捷联罗经动基座初始对准与导航39

2．3声学导航算法42

2．3．1长基线定位原理及导航应用分析42

2．3．2超短基线系统导航基本原理45

参考文献46

 

第3章自主水下航行器控制技术49

3．1自主水下航行器数学建模51

3．1．1数学坐标系51

3．1．2动力学模型56

3．1．3运动学模型57

3．2深度控制58

3．3航向控制59

3．4矢量运动控制60

参考文献61

 

第4章水下航行器导航与控制仿真技术63

4．1常用仿真工具和仿真平台65

4．1．1CATIA65

4．1．2ANSYS66

4．1．3OpenGL66

4．1．4Multisim67

4．1．5MATLAB/Simulink67

4．2导航与控制一体化模型68

4．3Simulink模型搭建70

4．3．1坐标系和运动参数70

4．3．2Simulink模型结构71

4．3．3仿真分析73

参考文献74

 

第5章自主水下航行器协同导航技术75

5．1协同导航77

5．1．1协同的概念77

5．1．2协同导航机理79

5．1．3协同导航系统的感知传感器80

5．2协同导航模型82

5．2．1导航概述82

5．2．2自主水下航行器协同导航运动学模型82

5．2．3自主水下水声测量模型83

5．3常规组网自主水下航行器协同导航方法85

5．3．1基于几何学的协同导航85

5．3．2基于概率学的协同导航87

5．4协同导航系统可观测性分析 90

5．4．1协同导航系统介绍90

5．4．2系统导航系统可观测性分析91

5．5滤波理论93

5．5．1卡尔曼滤波算法93

5．5．2扩展卡尔曼滤波94

5．5．3无迹卡尔曼滤波96

5．5．4粒子滤波理论98

参考文献101